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1、第第1818章章 生物膜与物质运输生物膜与物质运输v 物质运输物质运输v 能量转换能量转换v 信息识别与传递信息识别与传递生物膜的主要功能有生物膜的主要功能有3 3点：点：生物膜生物膜（细胞膜细胞膜、细胞器膜细胞器膜）细胞膜细胞膜磷脂磷脂（7成）成）、胆固、胆固醇（醇（3成成）、鞘脂）、鞘脂蛋白质蛋白质流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动的脂质双分子层流动的脂质双分子层构成膜的连续体，而构成膜的连续体，而蛋白质蛋白质象一象一群岛屿一样无规则地群岛屿一样无规则地分散在脂质的分散在脂质的“海洋中海洋中”。极性头极性头非极非极性尾性尾提问：提问：脂类在细胞膜中的功能是什么？脂类在细胞膜中的功能是什么？n答案
2、：答案：n屏屏 障障（保持细胞内环境稳定）（保持细胞内环境稳定）；n阻止膜两侧物质间的自由往来，脂溶性的物质可在浓度梯度下自由扩散如膜内；n提问：提问：为什么以液态的磷脂居多而不是固醇为什么以液态的磷脂居多而不是固醇呢？呢？n使膜具有流动性，有利于蛋白质的运动；使膜具有韧性，细胞自由变形。提问：提问：膜流动性强弱与哪些因素有关？膜流动性强弱与哪些因素有关？n脂的种类；温度；脂的种类；温度；n胆固醇的比例愈小、温度高，流动性强。胆固醇的比例愈小、温度高，流动性强。n提问：提问：细胞膜上的蛋白质有什么功能？细胞膜上的蛋白质有什么功能？n选择透过物质选择透过物质运输通道运输通道（“海关检查海关检查”
3、）n信息识别受体信息识别受体（“通信员通信员”）n运输通道运输通道n非脂溶性的物质（营养物、废物、神经递质、激素）必须在由槽蛋白形成的通道进入，或与穿膜蛋白结合被有选择的载入入膜内；槽蛋白v 离子、小分子物质的运输（穿膜运输）离子、小分子物质的运输（穿膜运输）v 被动运输被动运输、 主动运输主动运输v 生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）v 生物膜是具有选择通透性的屏障，细胞生物膜是具有选择通透性的屏障，细胞能主动地从环境中摄取所需要的营养物质，能主动地从环境中摄取所需要的营养物质，同时排出代谢产物和废物，使细胞维持动同时排出代谢产物和废物，使细胞维持动态的恒定，这
4、对于维持细胞的生命活动极态的恒定，这对于维持细胞的生命活动极为重要。为重要。 一、一、 被动运输和主动运输被动运输和主动运输（一）被动运输（一）被动运输 指物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度指物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度指物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度指物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度的一侧，的一侧，的一侧，的一侧，物质物质物质物质顺顺顺顺浓度浓度浓度浓度梯度的方向跨膜运输的过程。梯度的方向跨膜运输的过程。梯度的方向跨膜运输的过程。梯度的方向跨膜运输的过程。不需要消耗代谢能的穿膜运输。不需要消耗代谢能的穿膜运输。不需要消耗代谢能的穿膜运输。不需要消耗代谢能的穿膜运输
5、。n特点：特点：物质的运送速率既依赖于膜两侧运送物物质的运送速率既依赖于膜两侧运送物质的浓度差；又与被运送物质的分予大小，电质的浓度差；又与被运送物质的分予大小，电荷和在脂双层中的溶解性有关。荷和在脂双层中的溶解性有关。 v指物质指物质逆浓度梯度逆浓度梯度的穿膜运输过程。需消耗代谢能，的穿膜运输过程。需消耗代谢能，并需专一性的载体蛋白。并需专一性的载体蛋白。v特点：特点：专一性。有的细胞膜能主动运输某些氨基酸，专一性。有的细胞膜能主动运输某些氨基酸，但不能运送葡萄糖。有的则相反。但不能运送葡萄糖。有的则相反。运送速度可以达运送速度可以达到到“饱利饱利“状态。状态。方向性。如细胞为了保持其内、方
6、向性。如细胞为了保持其内、外的外的K K+ +、NaNa+ +的浓度梯度差以维持其正常的生理活动，的浓度梯度差以维持其正常的生理活动，细胞主动地向外运送细胞主动地向外运送NaNa+ + ，而向内运送，而向内运送K K+ + 。 选择选择性抑制。各种物质的运送有其专一的抑制剂阻遏这种性抑制。各种物质的运送有其专一的抑制剂阻遏这种运送。运送。需要提供能量。需要提供能量。（二）（二） 主动运输主动运输（一）一）NaNa+ +、K K+ +- -泵泵生物细胞一般是细胞内高生物细胞一般是细胞内高K K+ +低低NaNa+ + ，细胞外则相反。，细胞外则相反。NaNa+ +、K K+ +- -泵实际是分布
7、在膜上泵实际是分布在膜上的的NaNa+ +、K K+ +-ATP-ATP酶。通过水解酶。通过水解ATPATP提供的能量主动向外运输提供的能量主动向外运输NaNa+ +，而向内运输而向内运输K K+ + 。 Na Na+ +、K K+ +- -泵由泵由、两个亚基两个亚基组成，组成， 其中其中亚基跨膜，亚基跨膜， 亚基是一个糖蛋白，在膜亚基是一个糖蛋白，在膜上以上以2 22 2四聚体存在。四聚体存在。 亚基上在膜内侧表面上有亚基上在膜内侧表面上有NaNa+ +、ATPATP的结合位点，在膜外侧有的结合位点，在膜外侧有K K+ +、乌本苷结合位点。乌本苷结合位点。 NaNa+ +、K K+ +- -
8、泵的作用机制，人们普遍泵的作用机制，人们普遍接受的是接受的是构象变化假说构象变化假说E1E1E1-PE2-PE2-PE2n生物膜对大分子化合物（如核酸、多糖）生物膜对大分子化合物（如核酸、多糖）或颗粒不能通透，他们在细胞内运转时或颗粒不能通透，他们在细胞内运转时主要是通过胞吐作用，胞吞作用（包括主要是通过胞吐作用，胞吞作用（包括受体介导的内吞作用）来运输的。蛋白受体介导的内吞作用）来运输的。蛋白质的运输除了胞吐、胞吞作用外，还有质的运输除了胞吐、胞吞作用外，还有跨内质网膜、跨线粒体膜、跨叶绿体膜跨内质网膜、跨线粒体膜、跨叶绿体膜等运输类型。等运输类型。 1. 1. 胞吐作用胞吐作用 2. 2.
9、 胞吞作用胞吞作用三、生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）三、生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）（一）（一）胞吐作用胞吐作用有些物质在细胞内被有些物质在细胞内被囊泡囊泡裹入形成裹入形成分泌泡分泌泡，然，然后与细胞质膜接触、融合并向外排除释放被裹后与细胞质膜接触、融合并向外排除释放被裹入的物质，此过程称为胞吐作用。如胰岛素的入的物质，此过程称为胞吐作用。如胰岛素的分泌。分泌。胞吐作用胞吐作用（二）胞吞作用（二）胞吞作用细胞从外界摄入的大分子或颗粒，逐渐被质膜细胞从外界摄入的大分子或颗粒，逐渐被质膜的一小部分包围，内陷，随后从质膜上脱落下的一小部分包围，内陷，随后从质膜上脱落下来形成含有摄入物质的细胞内
10、囊泡的过程。来形成含有摄入物质的细胞内囊泡的过程。v吞噬作用吞噬作用v胞饮作用胞饮作用v受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用v吞噬作用：凡吞噬作用：凡以大的囊泡形式以大的囊泡形式内吞较大的内吞较大的固体颗固体颗粒粒、直径达几微米的复合物直径达几微米的复合物、微生物及细胞碎片微生物及细胞碎片等等的过程。如高等动物的免疫系统的巨噬细胞内吞内的过程。如高等动物的免疫系统的巨噬细胞内吞内侵的细菌；原生动物摄取细菌和食物颗粒。需能，侵的细菌；原生动物摄取细菌和食物颗粒。需能，不具有专一性。不具有专一性。v胞饮作用：胞饮作用：以小的囊泡形式以小的囊泡形式将细胞周围的将细胞周围的微滴状微滴状液体液体（直径（
11、直径1 1微米）吞入细胞内的过程。被吞进微米）吞入细胞内的过程。被吞进的微滴常含有离子或小分子。需能，不具有专一性。的微滴常含有离子或小分子。需能，不具有专一性。v受体介导的胞吞作用：指内吞物（配体，是蛋白受体介导的胞吞作用：指内吞物（配体，是蛋白质或小分子）与细胞表面的专一性受体结合，并随质或小分子）与细胞表面的专一性受体结合，并随即引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配体裹入并输即引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配体裹入并输入细胞内的过程。入细胞内的过程。四、离子载体四、离子载体n定义定义是一类可溶于脂双层的疏水是一类可溶于脂双层的疏水性的小分子物质，可增加脂双层对离性的小分子物质，可增加脂双层对离子的透性。子的透性。n分类：移动性离子载体；通道形成体。分类：移动性离子载体；通道形成体。图图21-16 21-16 两种离子载体两种离子载体
